Priemyselné roboty v modernej výrobe — typy a zariadenia

Priemyselné roboty sú dnes široko používané v ľudskej výrobe. Slúžia ako jeden z najúčinnejších prostriedkov mechanizácie a automatizácie dopravných a nákladných operácií, ako aj mnohých technologických procesov.

Pozitívny efekt zavedenia priemyselných robotov sa zvyčajne prejavuje súčasne z viacerých strán: zvyšuje sa produktivita práce, zlepšuje sa kvalita konečného produktu, znižujú sa výrobné náklady, zlepšujú sa pracovné podmienky pre človeka a napokon aj prechod podniku z tzv. uvoľnenie jedného typu produktu do iného je značne uľahčené.

Na dosiahnutie takéhoto rozsiahleho a mnohostranného pozitívneho efektu zavedenia priemyselných robotov na už fungujúcu ručnú výrobu je však potrebné vopred vypočítať plánované náklady na samotný proces implementácie, na cenu robota, resp. tiež zvážiť, či je zložitosť vášho výrobného a technologického procesu vo všeobecnosti primeraná plánu modernizácie na pomoc pri inštalácii priemyselných robotov.

V skutočnosti je niekedy spočiatku výroba taká zjednodušená, že inštalácia robotov je jednoducho nepraktická a dokonca škodlivá. Okrem toho bude potrebný kvalifikovaný personál na nastavenie, údržbu, programovanie robotov av procese práce - pomocné zariadenia atď. Je dôležité s tým vopred počítať.

Tak či onak, robotické bezpilotné riešenia vo výrobe sú dnes čoraz aktuálnejšie, už len preto, že škodlivý vplyv na ľudské zdravie je minimalizovaný. Pridajme sem pochopenie, že celý cyklus spracovania a inštalácie sa vykonáva rýchlejšie, bez prestávok na dymové prestávky a bez chýb, ktoré sú vlastné každej výrobe, kde namiesto robota koná živý človek. Ľudský faktor je po nastavení robotov a spustení technologického procesu prakticky vylúčený.

Ručnú prácu dnes vo väčšine prípadov nahrádza práca robotického manipulátora: uchopenie nástroja, fixácia nástroja, uchytenie obrobku, podávanie do pracovného priestoru. Obmedzenia sú dané iba: nosnosťou, obmedzenou pracovnou plochou, predprogramovanými pohybmi.

Priemyselný robot je schopný poskytnúť:

• vysoká produktivita vďaka rýchlemu a presnému polohovaniu; lepšia efektivita, keďže nie je potrebné vyplácať mzdy ľuďom, ktorých nahrádza, stačí jeden operátor;

• vysoká kvalita — presnosť rádovo 0,05 mm, nízka pravdepodobnosť sobáša;

• bezpečnosť pre ľudské zdravie, napríklad v dôsledku skutočnosti, že pri maľovaní je teraz vylúčený ľudský kontakt s farbami a lakmi;

• Napokon, pracovný priestor robota je prísne obmedzený a vyžaduje minimálnu údržbu, aj keď je pracovné prostredie chemicky agresívne, materiál robota tento vplyv odolá.

Historicky prvý patentovaný priemyselný robot bol uvedený na trh v roku 1961 spoločnosťou Unimation Inc pre závod General Motors v New Jersey. Postupnosť akcií robota sa zaznamenáva vo forme kódu na magnetickom bubne a vykonáva sa vo všeobecných súradniciach. Na vykonávanie akcií robot používa hydraulické zosilňovače. Táto technológia bola neskôr prevedená do japonských Kawasaki Heavy Industries a English Guest, Keen a Nettlefolds, čím sa výroba robotov Unimation Inc o niečo rozšírila.

Do roku 1970 Stanfordská univerzita vyvinula prvého robota, ktorý sa podobal schopnostiam ľudského ramena so 6 stupňami voľnosti, ktorý bol riadený počítačom a mal elektrické pohony. Zároveň ho vyvíja japonská spoločnosť Nachi. Nemecká KUKA Robotics predviedla šesťosový robot Famulus v roku 1973 a švajčiarska ABB Robotics by teraz začala predávať robot ASEA, tiež šesťosový a elektromechanicky poháňaný.

V roku 1974 japonská spoločnosť Fanuc založila vlastnú výrobu. V roku 1977 bol vyrobený prvý robot Yaskawa.S rozvojom výpočtovej techniky sa roboty čoraz viac zavádzajú do automobilového priemyslu: začiatkom 80. rokov General Motors investoval štyridsať miliárd dolárov do vytvorenia vlastného systému automatizácie továrne.

V roku 1984 by domáci Avtovaz získal licenciu od KUKA Robotics a začal vyrábať roboty pre svoje vlastné výrobné linky. Takmer 70 % všetkých robotov na svete bude do roku 1995 v Japonsku, jeho domácom trhu. Priemyselné roboty sa tak konečne presadia v automobilovom priemysle.

Ako prebieha výroba automobilov bez zvárania? V žiadnom prípade. Ukazuje sa teda, že všetky automobilové odvetvia na svete sú vybavené stovkami robotických zváracích komplexov. Každý piaty priemyselný robot sa zaoberá zváraním. Ďalšou požiadavkou je robotický nakladač, ale na prvom mieste je argónové oblúkové a bodové zváranie.

Žiadne ručné zváranie sa nemôže rovnať kvalite zvaru a stupňu kontroly procesu so špecializovaným robotom. A čo laserové zváranie, kde zo vzdialenosti do 2 metrov pomocou zaostreného lasera prebieha technologický proces s presnosťou 0,2 mm — to je v leteckej konštrukcii a medicíne jednoducho nenahraditeľné. Pridajte k tomu integráciu s digitálnymi systémami CAD / CAM.

Zvárací robot má tri hlavné operačné jednotky: pracovné telo, počítač, ktorý riadi pracovné telo a pamäť. Pracovné telo je vybavené rukoväťou podobnou rukoväti. Telo má voľnosť pohybu pozdĺž troch osí (X, Y, Z) a samotné chápadlo sa môže otáčať okolo týchto osí. Samotný robot sa môže pohybovať po vodidlách.

Žiadne moderné výrobné zariadenie sa nezaobíde bez vykladania a nakladania bez ohľadu na veľkosť a hmotnosť produktov. Robot samostatne nainštaluje obrobok do stroja, potom ho vyloží a umiestni. Robot môže komunikovať s niekoľkými strojmi súčasne. Samozrejme, nemôžeme nespomenúť v tejto súvislosti nakladanie batožiny na letisku.

Roboty už dnes umožňujú znížiť personálne náklady na minimum. Nie je to len o jednoduchých funkciách, ako je dierovanie alebo obsluha rúry. Roboty sú schopné zdvihnúť viac závaží v oveľa ťažších podmienkach, pričom sa neunavia a strávia podstatne menej času, ako by to urobil živý človek.

Napríklad v zlievarniach a kováčoch sú podmienky pre ľudí tradične veľmi ťažké. Tento typ výroby je z hľadiska robotizácie na treťom mieste po vykládke a nakládke. Nie je náhoda, že takmer všetky európske zlievarne sú dnes vybavené automatizovanými systémami s priemyselnými robotmi. Náklady na implementáciu robota stoja podnik stovky tisíc dolárov, ale má k dispozícii veľmi flexibilný komplex, ktorý je viac než kompenzovaný.

Robotický laser a plazmové rezanie zlepšiť tradičné línie pomocou plazmových horákov. Trojrozmerné rezanie a rezanie rohov a I-nosníkov, príprava na ďalšie spracovanie, zváranie, vŕtanie. V automobilovom priemysle je táto technológia jednoducho nenahraditeľná, pretože hrany výrobkov musia byť po lisovaní a tvarovaní presne a rýchlo rezané.

Jeden takýto robot dokáže kombinovať zváranie aj rezanie.Produktivitu zvyšuje zavedenie rezania vodným lúčom, ktoré eliminuje zbytočné pôsobenie tepla na materiál.Takže za dve a pol minúty sú v robotickom závode Renaultu vo Francúzsku vyrezané všetky malé otvory v kove kupé Renault Espace.

Pri výrobe nábytku, automobilov a iných produktov je robotické ohýbanie rúr s pracovnou hlavou užitočné, keď je rúra umiestnená robotom a veľmi rýchlo ohýbaná. Takáto rúrka môže byť teraz vybavená rôznymi prvkami, ktoré nebudú zasahovať do procesu ohýbania tŕňov robotom.

Okrajovanie, vŕtanie a frézovanie – čo môže byť pre robota jednoduchšie, či už je to kov, drevo alebo plast. Presné a odolné manipulátory zvládajú tieto úlohy s prehľadom. Pracovná plocha nie je obmedzená, stačí nainštalovať predĺženú os alebo niekoľko riadených osí, čo poskytne vynikajúcu flexibilitu a vysokú rýchlosť. Človek to nemôže urobiť.

Frekvencie otáčania frézovacieho nástroja dosahujú desiatky tisíc otáčok za minútu a brúsenie švíkov sa úplne premení na sériu jednoduchých opakujúcich sa pohybov. No v minulosti sa brúsenie a abrazívna povrchová úprava považovala za niečo špinavé a ťažké a navyše veľmi škodlivé. Pasta sa teraz podáva automaticky počas spracovania plsteného kotúča po prechode brúsnym pásom. Rýchle a bezpečné pre operátora.

Perspektívy priemyselnej robotiky sú obrovské, pretože roboty možno v zásade zaviesť do takmer každého výrobného procesu a v neobmedzenom množstve.Kvalita automatickej práce je niekedy taká vysoká, že pre ľudské ruky je jednoducho nedosiahnuteľná. Existujú celé veľké priemyselné odvetvia, kde sú chyby a nepresnosti neprijateľné: výroba lietadiel, presné lekárske vybavenie, ultra presné zbrane atď. Nehovoriac o zvýšení konkurencieschopnosti jednotlivých podnikov a pozitívnom vplyve na ich ekonomiku.